PERANCANGAN ELEKTROMIOGRAF DILENGKAPI BLUETOOTH UNTUK KONEKSI DENGAN PERSONAL COMPUTER TUGAS AKHIR. Oleh : LUQMAN BHANU FITRIAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN ELEKTROMIOGRAF DILENGKAPI BLUETOOTH UNTUK KONEKSI DENGAN PERSONAL COMPUTER TUGAS AKHIR Oleh : LUQMAN BHANU FITRIAN PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK PROGRAM VOKASI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2017 i

2 PERANCANGAN ELEKTROMIOGRAF DILENGKAPI BLUETOOTH UNTUK KONEKSI DENGAN PERSONAL COMPUTER TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md.) Program Studi D3 Teknik Elektromedik Oleh : LUQMAN BHANU FITRIAN PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK PROGRAM VOKASI UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2017 ii

3

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan petunjuk dan hidayahnya berupa akal pikiran sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir beserta laporan ini dengan judul Perancangan Elektromiograf Dilengkapi Bluetooth Untuk Koneksi Dengan Personal Computer. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai barang bukti dan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi D3 Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW dan para sahabatnya, yang menunjukkan jalan kebenaran berupa keislaman serta menjauhkan kita dari zaman kebodohan dan menuntun kita menuju zaman yang terang dan penuh ilmu pengetahuan seperti sekarang ini. Semoga beliau menjadi suri tauladan dan sumber inspirasi bagi kita semua. Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1. Keluarga khususnya kedua orang tua yang selalu memberikan doa, kasih sayang, dukungan, dan bimbingan yang tidak pernah ada kata lelah dan bosan. 2. Dr. Bambang Jatmiko, S.E., M.SI. selaku Direktur Program Vokasi Universitas Muhammadiyah Yogyakarta dan Hanifah Rahmi Fajrin, S.T.,M.Eng.selaku vi

5 Ketua Program Studi D3 Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang memberikan izin kepada penulis untuk belajar. 3. Sigit Widadi, S.Kom., selaku dosen pembimbing Satu, dan Eko Susanto, S.ST.,selaku dosen pembimbing Kedua, yang telah dengan penuh keikhlasan, kesabaran dan ketulusan memberikan ilmu dan bimbingan terbaik kepada penulis. 4. Para Dosen Program Studi Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis. 5. Para Karyawan/wati Program Studi Teknik Elektromedik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang telah membantu penulis dalam proses belajar. 6. Keluarga besar tercinta TEM-A 2014 yang selalu memberikan motivasi dan dukungan hangat untuk menyelesaikan tugas akhir ini, kalian adalah keluarga kedua buat saya. 7. Zaipul dan Khairul huda yang telah membatu di detik-detik terakhir, kalian yang terbaik. 8. Nur Ruri, Oktarina Handayani, Ummu Zakkiyah, Dan Wanita-wanita heboh TEM - A 2014 yang banyak membantu dalam segala hal. 9. Neli Kurnia Sari yang telah menjadi teman, sahabat sekaligus pendamping hidup yang selalu memberikan doa, motivasi, serta memberikan dukungan baik moral maupun moril. 10. Semua pihak yang telah membantu memudahkan pembuatan tugas akhir ini. vii

6 Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri. Yogyakarta, Agustus 2017 Luqman Bhanu Fitrian viii

7 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERNYATAAN... KATA PENGANTAR... MOTTO... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL... ABSTRAK... ABSTRACT... i iii v vi ix x xiii xvi xvii xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Tujuan umum Tujuan khusus Manfaat BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penelitian Terdahulu Landasan Teori... 5 x

8 2.2.1 Otot Dan Sistem Syaraf Kontraksi Otot Resting Membrane Potensial Muscle Fiber Action Potensial Potensial Aksi Motor Unit Elektromiography Elektroda Peletakan Elektroda Metode Pengambilan Sinyal Komponen Utama IC INA Bluetooth HC Arduino Rangkaian Dasar Rangkaian Instrumen Filter Rangkaian Adder MatLab BAB III METODOLOGI PENELITIAN Perancangan Modul Perancangan Diagram Alir Perancangan Diagram Mekanis xi

9 3.4. Merakit Rangkaian EMG Merakit Supply Pembuatan Program Teknik Analisis Data Persiapan Bahan Peralatan Yang Digunakan.. 36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar Rangkaian EMG dilengkapi bluetooth Pengujian Dan Pengukuran Mekanisme bluetooth Pengujian dengan alat pembanding Hasil Pengukuran Pembahasan Rangkaian Instrumentasi Rangkaian Lowpass Filter Rangkaian Highpass Filter BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Skema siklus polarisasi/repolarisasi membrane.. 6 Gambar 2.2. Proses terjadinya kontraksi otot.. 6 Gambar 2.3. Diagram waktu proses elektrik dan mekanik pada kontraksi otot... 7 Gambar 2.4. Gerak lengan ekstensi fleksi.. 7 Gambar 2.5. Susunan instrumen EMG dengan surface electrodes dan prinsip perekaman potensial aksi ekstraseluler. 8 Gambar 2.6. Bentuk sinyal listrik pada serat otot membrane 8 Gambar 2.7. Action Potential.. 9 Gambar 2.8. Sistem motor unit 9 Gambar 2.9. Motor Units Action Potential (MUAP).. 10 Gambar Sinyal Normal EMG Biceps 11 Gambar Sinyal Normal EMG First Dorsal Interosseus 11 Gambar Sinyal Normal EMG Tibialis Anterior 12 Gambar Elektroda permukaan AgCl Gambar Jenis elektroda. 12 Gambar Anatomi tubuh tampak depan, pemilihan letak elektroda.. 13 Gambar Pemilihan letak elektroda pada bagian lengan Gambar Pendeteksian Monopolar.. 15 Gambar Pendeteksian Bipolar Gambar Skema IC INA xiii

11 Gambar Modul Bluetooth HC Gambar Konfigurasi Pin HC Gambar Konfigurasi tiap pin pada board arduino uno. 19 Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem 27 Gambar 3.2. Diagram alir 28 Gambar 3.3. Dimensi rancangan alat 29 Gambar 3.4. Perakitan modul EMG Gambar 3.5. Perakitan modul supply Gambar 4. 1 Rangkaian keseluruhan EMG dilengkapi bluetooth Gambar 4. 2 Modul bluetooth hc-05 sebagai transmiter dan receiver.. 38 Gambar 4. 3 Proses pengiriman sinyal EMG...39 Gambar 4. 4 Tampilan layar utama ketika EMG telah terhubung dengan personal computer Gambar 4. 5 Alat pembanding Natus UltraPro S Gambar 4. 6 Titik penempatan elektroda pada bagian radialis dan biceps Gambar 4. 7 Gambar 4. 8 Gambar 4. 9 Gambar Gambar Gambar Gambar Kontraksi otot radialis tangan kanan...42 Kontraksi otot bicep tangan kanan...42 Kontraksi otot radialis tangan kiri...42 Kontraksi otot bicep tangan kiri...43 Kontraksi otot radialis tangan kanan...44 Kontraksi otot bicep tangan kanan...44 Kontraksi otot radialis tangan kiri...44 xiv

12 Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Kontraksi otot bicep tangan kiri...44 Kontraksi otot radialis tangan kanan...45 Kontraksi otot bicep tangan kanan...46 Kontraksi otot radialis tangan kiri...46 Kontraksi otot bicep tangan kiri...46 Kontraksi otot radialis tangan kanan...47 Kontraksi otot bicep tangan kanan...47 Kontraksi otot radialis tangan kiri...47 Kontraksi otot bicep tangan kiri...48 Rangkaian instrumen...50 Rangkaian LPF...51 Gambar Hubungan tegangan output terhadap frekuensi rangkaian LPF...52 Gambar Rangkaian HPF Gambar Hubungan tegangan output terhadap frekuensi rangkaian HPF xv

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konfigurasi pin Module Bluetooth CH Tabel 2.2. Deskripsi Arduino Uno Tabel 4. 1 Tegangan keluaran pada modul EMG dan Pembanding 43 Tabel 4. 2 Tegangan keluaran pada modul EMG dan Pembanding Tabel 4. 3 Tegangan keluaran pada modul EMG dan Pembanding Tabel 4. 4 Tegangan keluaran pada modul EMG dan Pembanding Tabel 4. 5 Perbandingan alat EMG terkalibrasi dengan hasil penelitian. 49 Tabel 4. 6 Data hasil pengamatan Rangkaian Lowpass Filter...52 Tabel 4. 7 Data hasil pengamatan Rangkaian Highpass filter xvi